支援現場における重症心身障害児の実態把握の精度向上のための脳機能計測法の検証

2018 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 17K18656
• Research Institution: Nagasaki University
• Principal Investigator: 鈴木 保巳 長崎大学, 教育学部, 教授 (90315565)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 寺田 信一 高知大学, 教育研究部人文社会科学系教育学部門, 教授 (00346701)
• Project Period (FY): 2017-06-30 – 2020-03-31
• Keywords: 重症心身障害児 / 実態把握 / 脳神経ネットワーク機能計測 / 偏有向コヒーレンス / 有向伝達関数

Outline of Annual Research Achievements

１．脳神経ネットワーク機能計測法の適用条件の検討：脳電気現象による障害児者の機能計測を研究方略とする研究分担者と協議しつつ、多変量自己回帰モデル（MVAR）による有向伝達関数（DTF）と偏有向コヒーレンス（PDC）解析のプログラムを頭皮上脳波解析に導入した。本手法は、頭皮上脳波から波源特定や神経接続性の検討を可能にする。しかし、適用にあたっては諸要件を設定する必要があり、平成29年度に引き続き、同時解析可能な脳波測定部位の数やサンプリング周波数、解析対象とする周波数帯域、MVARのモデル次数、DTF・PDC解析結果の表示方法などの検討を進めた。

２．重症心身障害児の継続的脳波計測：教育・療育現場において従来実施してきている重症心身障害児の脳波計測（安静時脳波：開眼・閉眼、玩具呈示時脳波：予告無し・有り）を継続実施した。平成30年度は得られたデータを、これまで通り、FFT解析した後マッピング処理をして各皮質部位の活動性の変動（事象関連性変動：ERC）を定量化し、行動測度による発達検査の評価内容と照合して、重症心身障害児の脳機能状態の客観的計測指標として指導・支援の現場にフィードバックした。なお、同データは蓄積・保存して、１．で開発される脳神経ネットワーク機能計測法が適用可能になった際に再度解析し、従来の解析手法と比較検討することとしている。

３．脳機能評価システムの統合推進：１．の脳神経ネットワーク機能計測と２．でこれまで適用してきている脳波基礎律動のERCによる脳機能計測を一体化したシステムとして運用するため、解析に必要な多くのサブルーチンが用意されているMATLAB上での統合を進めた。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

多変量自己回帰モデル（MVAR）に依拠した頭皮上脳波計測法（脳神経ネットワーク機能計測法）適用のための諸要件（同時解析可能な脳波測定部位の数やサンプリング周波数、解析対象とする周波数帯域、MVARのモデル次数、有向伝達関数（DTF）・偏有向コヒーレンス（PDC）解析結果の表示方法など）の更なる検討が必要となっている。
特に、解析対象とする周波数帯域の決定には、MVARの解析途中で算出される係数からパワースペクトルを計算するサブルーチンプログラムをさらに開発する必要がある。また、特定された周波数帯域の脳波データを再度解析してDTF・PDCを算出することが肝要である。このため、新たなサブルーチンプログラムの開発と既導入のDTF・PDC解析プログラムの更なる改良が不可欠となり、時間を要している。

Strategy for Future Research Activity

・インターネット会議を通して、プログラム開発に長けている共同研究者と密に連携・協働し、実際の脳波データの解析に適した要件の追究と既導入のプログラムの改良を加速する。
・多変量自己回帰モデルに依拠した脳神経ネットワーク機能計測法の汎用性確認のため、重症心身障害児のみならず他の障害種の方々や健常児者の頭皮上脳波記録を、より多くの事例で横断的に実施ししてデータを蓄積する。